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黑料网大学院工学研究科の日出間 るり 教授の研究グループは、神戸大学、イギリスのThe University of Liverpoolとの共同研究で、高分子を极めて低浓度で添加した流体の流动挙动が、安定化（层流化）、不安定化（乱流化）^注1）する现象について、その境界を新たに発见しました。
高分子を添加した流体において、レイノルズ数（搁别）^注2）の大きな条件下で流体の乱れが抑えられる抵抗低减（DR）^注3）という现象が観察されることは长年知られていたことでした。これに対して近年、乱流が生じる搁别领域のうち、搁别が比较的小さな条件では、高分子の添加が流体を完全に层流化させたり、高分子の弾性に由来する特殊な乱れを诱発し乱流化させたりする现象が见いだされました。しかし、これらの现象は流体の流速や高分子の浓度に比例しない、非线形性を伴うため定量化が难しく、高分子を添加した流体における层流と乱流の境目や、この変化が生じる条件は明らかとなっていませんでした。
本研究は、高分子の伸长と缓和（直线状の高分子が伸びた后、元の形に戻ること）という形态変化と、搁别で决まる条件によって、流体の层流?乱流が决まることを明らかにしました。流动场の层流?乱流を制御することにより、流体输送の省エネルギー化、効率的な搅拌技术の开発、高分子溶液の射出制御など、流体関连プロセスの技术革新への贡献が期待されます。
本研究成果は、2024年10月25日22時（日本時間）に国際学術誌『Physics of Fluids』に掲載されます。

【ポイント】

?高分子を流体に添加すると、流体が流れる际に乱れる?乱れない领域が突然変わることが知られていたが、その境目や変化が生じる条件は明らかになっていなかった。
?本研究により、流体内での高分子の动きが、流体全体の流れ方を决めることが分かった。
?流体输送の省エネルギー化や効率的な搅拌（かくはん）技术の开発など、流体関连プロセスの技术革新への贡献が期待される。

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【用语説明】

注1）安定化（层流化）、不安定化（乱流化）：
流体が流动する际、乱れの无い安定した流れを层流、不安定な乱れた流れを乱流と呼ぶ。流体が层流化するか、乱流化するかは、レイノルズ数（搁别）という无次元数で表され、通常搁别が2300以上で乱流になる。
注2）レイノルズ数（搁别）：
流体の流动挙动を定量化する无次元数で、惯性力と粘性力の比として表される。
注3）抵抗低减（DR）：
高分子を添加した溶液は、Reが2300を超えても乱流に変化しにくい。この現象を抵抗低减と呼ぶ。

【论文情报】

雑誌名：Physics of Fluids
論文タイトル：Polymer-doped two-dimensional turbulent flow to study the transition from Newtonian turbulence to elastic instability
著者：Kengo Fukushima (福嶋賢悟)1, Haruki Kishi (岸治希)1, Ryotaro Sago (佐合涼太郎)1, Hiroshi Suzuki (鈴木洋)1, Robert J. Poole2, Ruri Hidema (日出間るり)3* （*責任著者）
１. 神戸大学, 2. University of Liverpool, 3．黑料网
DOI:

【研究代表者】